Robot tránh vật cản là một loại robot di động tự động tránh va chạm với các chướng ngại vật bất ngờ. Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng xem làm thế nào để thiết kế và chế tạo một robot tránh vật cản sử dụng Arduino.
I. Chuẩn bị thành phần cho robot tránh vật cản.
1. Các thành phần.
- Sơ đồ mạch.
- Phần cứng cần có:
- Arduino Uno
- Cảm biến tìm dải siêu âm - HC - SR04
- IC điều khiển động cơ - L293D
- Động cơ Servo (Tower Pro SG90)
- Động cơ giảm tốc x 2
- Khung gầm robot
- Nguồn cấp
- Đầu nối pin
- Giá đỡ pin
2. Mô tả thành phần.
- Arduino Uno: Arduino Uno là một bo mạch tạo mẫu dựa trên Vi điều khiển ATmega 328p. Nó là một nền tảng tạo mẫu điện tử mã nguồn mở có thể được sử dụng với các cảm biến và thiết bị truyền động khác nhau. Arduino Uno có 14 chân I / O kỹ thuật số, trong đó có 6 chân được sử dụng trong dự án này.
- HC - SR04: HC - SR04 là một cảm biến tìm phạm vi siêu âm. Nó là một hệ thống đo khoảng cách không tiếp xúc và có thể đo khoảng cách từ 2cm đến 4m.
- L293D: Đây là một trình điều khiển động cơ có thể cung cấp dòng điện truyền động hai chiều cho hai động cơ.
- Động cơ Servo: Tower Pro SG90 là một động cơ servo đơn giản có thể quay 90 độ theo mỗi hướng (tổng cộng khoảng 180 độ).
II. Thiết kế robot tránh vật cản bằng Arduino.
Arduino là đơn vị xử lý chính của robot. Trong số 14 chân I / O kỹ thuật số có sẵn, 7 chân được sử dụng trong thiết kế dự án này. Cảm biến siêu âm có 4 chân: Vcc, Trig, Echo và Gnd. Vcc và Gnd được kết nối với các chân + 5v và GND của Arduino. Trig (Kích hoạt) được kết nối với chân thứ 9 và Echo được kết nối với chân thứ 8 của Arduino UNO tương ứng. Một động cơ servo được sử dụng để xoay cảm biến siêu âm để quét các chướng ngại vật. Nó có ba chân là Control, VCC và GND. Chân điều khiển Servo được kết nối với chân 11 của Arduino trong khi VCC và GND được kết nối với + 5V và GND. L293D là một IC 16 chân. Các chân 1 và 9 là các chân cho phép. Các chân này được kết nối với + 5V. Chân 2 và 7 là đầu vào điều khiển từ vi điều khiển cho động cơ thứ nhất. Chúng được kết nối với các chân 6 và 7 của Arduino tương ứng. Tương tự, chân 10 và 15 là đầu vào điều khiển từ vi điều khiển cho động cơ thứ hai. Chúng được kết nối với chân 5 và 4 của Arduino. Các chân 4, 5, 12 và 13 của L293D là các chân nối đất và được kết nối với Gnd. Động cơ đầu tiên (coi đây là động cơ cho bánh trái) được kết nối qua các chân 3 và 6 của L293D. Động cơ thứ hai, hoạt động như động cơ bánh xe bên phải, được kết nối với chân 11 và 14 của L293D. Chân thứ 16 của L293D là Vcc1. Điều này được kết nối với + 5V. Các chân thứ 8 là Vcc2. Đây là điện áp cung cấp động cơ. Điều này có thể được kết nối ở bất kỳ đâu giữa 4,7V và 36V. Trong dự án này, chân 8 nếu L293D được kết nối với nguồn + 5V.
Lưu ý: Nguồn cung cấp cho trình điều khiển động cơ là các Chân 1 (bật 1), 8 (VCC2), 9 (cho phép 2) và 16 (VCC1) phải được cấp nguồn riêng biệt.
III. Hoạt động.
Khi robot được bật nguồn, cả hai động cơ của nó sẽ chạy bình thường và nó bắt đầu di chuyển về phía trước. Trong thời gian này, cảm biến siêu âm liên tục tính toán khoảng cách giữa robot và bề mặt phản xạ.
Thông tin này được xử lý bởi Arduino. Nếu khoảng cách giữa robot và chướng ngại vật nhỏ hơn 15cm, robot sẽ dừng lại và quét theo các hướng trái và phải để tìm khoảng cách mới bằng cách sử dụng động cơ servo và cảm biến siêu âm. Nếu khoảng cách về phía bên trái nhiều hơn khoảng cách của phía bên phải, robot sẽ chuẩn bị rẽ trái. Nhưng trước đó, nó sẽ lùi lại một chút và kích hoạt động cơ bánh xe trái theo hướng đã đảo ngược.
Tương tự, nếu khoảng cách bên phải nhiều hơn khoảng cách bên trái, robot chuẩn bị quay phải. Quá trình này tiếp tục diễn ra, robot vẫn tiếp tục di chuyển mà không va phải bất kỳ chướng ngại vật nào.
Lưu ý:
- Vì dự án dựa trên Arduino nên việc lập trình rất dễ dàng và có thể dễ dàng sửa đổi.
- Không yêu cầu Arduino Motor Shield.
- Khi sử dụng pin 9V, cần ít nhất 2 pin như vậy để cung cấp năng lượng cho robot. Tốt hơn là sử dụng 2 pin 9V (một cho Arduino, cảm biến siêu âm, Servo Motor và một cho L293D và động cơ).
- Cảm biến siêu âm không nên được kết nối trực tiếp với nguồn điện vì nó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất bình thường.
- Thay vì cảm biến siêu âm, một cặp máy phát - máy thu IR cũng có thể được sử dụng.
Ứng dụng:
- Robot tránh chướng ngại vật có thể được sử dụng trong hầu hết các hệ thống điều hướng robot di động.
- Chúng có thể được sử dụng cho các công việc gia đình như hút bụi tự động.
- Chúng cũng có thể được sử dụng trong các môi trường nguy hiểm.
Với bài viết này, Uniduc hy vọng bạn đã biết cách thiết kế và chế tạo robot tránh vật cản sử dụng Arduino.
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 0903 666 014
Website: https://uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.
